Двухполупериодный выпрямитель Советский патент 1985 года по МПК H03D1/10 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, в частности к устройствам для выполнения вычислительных операций, и может быть использовано для построения . прецизионных функциональных преобразователей, например детектора абсолютных значений быстроизмеряющихся во времени сигналов,.устройства выбора наибольшего сигнала, устройства моделирования непрерывных функций одной переменной при кусочно-линейной аппроксимации.

Цель изобретения - повышение точности вьтрямления сигналов малых амплитуд при расширении диапазона рабочих частот в сторону верхних частот.

Па чертеже приведена электрическая пртщипиальная схема предлагаемого устройства,

Двухполупериодный вьшрямитель содержит два операционных усилителя 1 и 2, первые диоды 3 и 4 и первые резисторы 5 и 6, второй 7 и третий 8 диоды, второй 9 и третий 10 резисторы, два дополнительных резистора 11 и 12, семь дополнительных

диодов 13-19 и источник 20 смещения I

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Если входной сигнал начинает изменяться от нуля в область отрицательных значений, то при малых по модулю его значениях диоды 3, 4, 7, 8, 15 и 13 практически закрыты. Однако при этом открыты диоды 17 и 14 напряжением источника 20 смещения, поэтому обратная связь операционного усилителя 1 обеспечитвается, в данном режиме по.цепи, включающей открытые (смещенные в прямом направлении) диоды 14 и 17 и резистор 5, По мере увеличения по модулю напряжения на выходе oneрационного усилителя 1 открывается диод 3 и закрывается диод 17, Если входной сигнал начинает увеличиваться от нуля в облас: ь положительных значений, то при малых его значениях также практически закрыты диоды 3, 4, 7, 13, 8 и 15, Однако при этом открыты диоды 16 и 18 (цеп смещения диода 18 замыкается через резисторы 12 и 6), Поэтому в данном режиме обратная связь операционного усилителя 2 обеспечивается смещен. 13 прямом напряжении диодами

16 и 18, следовательно, напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 2 поддерживается равны входному напряжению.

Таким образом, при изменении входного сигнала в области его малых значений обеспечиваются через смещенные в прямом направлении дополнительные разделительные диоды, обратные связи операционного усилителя 1 или операционного усилителя 2 согласованно с полярностью входного сигнала, что приводит к сущест венному уменьшению погрешности выходного сигнала двухполупериодного вьтрямителя,

В обратных связях операционных усилителей 1 и 2 включены по два последовательно соединенных диода 7,13 и 8,15 с целью исключения постоянного- смещения в выходном напряжении двухпозиционного выпрямителя при заземленной входной клемме, которое обусловлено влиянием источника 20 смещения на входные цепи операционных усилителей 1 и 2, что происходит следующим образом.

Пусть из-за влияния входных токов и напряжения смещения на какомлибо операционном усилителе (или на обоих операционных усилителях (ОУ) установится отрицательное выходное напряжение О при (Ug 0), Указанное напряжение, например на выходе операционного усилителя 1 открывает диоды 7 и 13 и устанавливается равным О 2 05,- О, где ,30,6 слоя кремниевых диодов. Это напряжение ОУ, уменьшенное по модулю на падение напряжения на диоде 14,которое равно примерно также и о., передается в точку соединения диодов 14 и 17 и резистора 11 и закрывает диод 17, тем самым отключая источник 20 смещения от входных цепей операционного усилителя.

Если бы одного из диодов 7 и 13 не быпо (например, диод 13 был бы закорочен), то на выходе операционного усилителя 1 установилось бы напряжение Uj-, оно передалось бы в узел соединения диодов 17 и 14 и резистора 11 уменьшенным по модулю на и. в результате в этом узле ус3 . новилбсь бы напряжение, близкое к нулю, которое не полностью смогло бы закрыть диод 14, в результате 11840674 чего операционный усилитель 1 оказался бы смещенным током от источника 20 смещения.

ДВУХПОЛУПЕРИОДНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ, содержащий два операционных усилителя, между выходом и инвертируюпщм входом каждого из которых включены последовательно соединенные первые диод и резистор, причем первые диоды подключены к выходу соответствующего операционного уси-и лителя анодом, а точки соединения первых диодов и резисторов объединены и являются выходом двухполупериодного выпрямителя, второй и третий диоды, подключенные анодами к инвертирующим входам первого и .второго операционных усилителей соответственно, второй и третий резисторы, первые выводы которых объединены и являются входом двухполупериодного выпрямителя, а вторые соединены соответственно с инвертирующим входом первого и неинвертирующим входом второго операционных усилителей, при этом неинвертирующий вход первого операционного усилителя соединен с общей шиной, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности выпрямления сигналов малых амплитуд при расширении диапазонов рабочих частот в сторону верхних частот, введены источник смещения, два дополнительных резистора и семь дополнительных диодов, при этом катоды первого и второго дополнительных диодов объединены и подключены к выходу первого операционного усилителя, катоды третьего и четвертого дополнительных диодов объединены и подключены к выходу второго операционного усилителя, катоды пятого и шестого дополнительных диодов объединены и соединены с выходом двухполупериодного 00 выпрямителя, аноды первого и третьего дополнитель Ш1х диодов соединены соответственно с катодами второго ф J и третьего основных диодов, аноды второго и пятого, а также четвертого и шестого дополнительных диодов попарно объединены и через дополнительные резисторы подключены к источнику смещения, а седьмой допол нительный диод включен между неинвертирующим входом второго операционного усилителя и общей шиной.